📄 gb 50056-93.html
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<P> 第2.0.6条 见第2.0.2条说明。</P>
<P> 第2.0.7条 见2.0.2条和第2.0.13条说明。</P>
<P> 第2.0.8条 炼钢电弧炉和矿热炉在工厂中或在电力系统中都是很大的电能用户，直接影响到工厂的功率因数和电力系统的经济运行。尤其是炼钢电弧炉熔化期具有很大的冲击性无功功率，对系统的电压波动和无功功率平衡极为不利。电炉容量愈大由于其短网电抗的增加功率因数愈低。高功率炼钢电弧炉和超高功率炼钢电弧炉由地其运行点往右，其功率因数较低(超高功率电弧炉的功率因数约为0.65～0.85)。在电弧炉运行短路时，其功率因数仅为0.2～0.3。</P>
<P> 提高炼钢电弧炉的功率因数可采用并联电容器补偿；但电弧炉产生的高次谐波电流会损坏电容器，宜采取措施来防止。</P>
<P> 炼钢电弧炉和矿热炉的功率因数补偿装置一般装在附近供电的馈电变电所或配电所内。感应电炉的功率因数很低，无芯感应电炉都是电炉近旁采用电容器补偿。</P>
<P> 第2.0.9条 电力电容器的容抗<IMG SRC=".\Images\F-4-17-6.Bmp">为：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-17-1.Bmp"></P>
<P> 故当频率<IMG SRC=".\Images\F-4-17-9.Bmp">增加时，容抗<IMG SRC=".\Images\F-4-17-6.Bmp">成比例地减小，换句话说n次谐波的容抗为基波容抗的1/n。所以当系统中有高次谐波时电力电容器非常容易过负荷，甚至烧损。</P>
<P> 在电力网并联电力电容器时容易使系统的电压和电流波形畸变加剧，高次谐波电流增加而发生电力设备烧损或噪声严重，在电容器接入前系统的n次谐波阻抗为、<IMG SRC=".\Images\F-4-17-8.Bmp">n次谐波电压为<IMG SRC=".\Images\F-4-17-10.Bmp">若电容器<IMG SRC=".\Images\F-4-17-6.Bmp">接入后，其谐波电流为：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-17-2.Bmp"></P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-17-3.Bmp"></P>
<P> 一般系统<IMG SRC=".\Images\F-4-17-7.Bmp">为电抗性，故<IMG SRC=".\Images\F-4-17-8.Bmp">为电容性，投入后谐波电流便扩大，若针对n次谐波<IMG SRC=".\Images\F-4-17-7.Bmp">为电抗性便可防止这一情况的发生。为此与电容器串联一个合适的电抗使在n次谐波时这个组合<IMG SRC=".\Images\F-4-17-7.Bmp">为电抗性，则可防止在电容器接入后谐波电流的增大。</P>
<P> 例如在一般电力系统中5次谐波最严重，则当串联电抗器的感抗与电力电容器的容抗相等时：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-17-4.Bmp"></P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-17-5.Bmp"></P>
<P> 故采用4%的电抗器则成5次谐波的谐波滤波器，这是交流电力滤波器的基本原理。为了使电力电容器可靠地运行，与电抗器串联后<IMG SRC=".\Images\F-4-17-6.Bmp">为电抗性则可避免上述谐波电流放大，故在国内、国际上一般采用6%的电抗器为标准的电容器串联用电抗器。</P>
<P> 若系统中接有电弧炉，则产生大量3次谐波，为使3次以上的谐波为电抗性，故一般采用13%的串联电抗器接成3次谐波电力滤波器。</P>
<P> 用于电力滤波器的电容器由于大量流入高闪谐波电流，损耗发热增加；由于串联电抗器而使端子电压升高，所以在选择这类电容器的额定值时必须考虑运行时的过电压和过负荷问题。</P>
<P> 在电力系统中接用容量较大的电力电容器时，应避免产生系统高次谐波谐振。</P>
<P> 在下列方程中n为整数时，电容器将在n次谐波下谐振：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-1.Bmp"></P>
<P>式中 <IMG SRC=".\Images\F-4-18-3.Bmp">—— 电容器安装处的短路容量(kVA)；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-4.Bmp">——电容器的输出(kVA)；</P>
<P> n——谐波次数，即谐振频率(Hz)与系统电力系统频率(Hz)之比。</P>
<P> 第2.0.11条 电热装置有些电气部分是用水进行冷却的，例如炼刚弧炉电极握持器上的导电铜管、水内冷母线、水冷软电缆、变压器油水冷却器、电磁搅拌的水冷定子绕组和感应电炉的水内冷感应线圈等；若水冷却系统发生故障，短时间内就会发生事故，因此需要随时对冷却系统工作状况进行监视，或装设报警及保护设备，使得在发生故障时能及时采取措施。必要时应分断电热装置的供电或用其他措施确保安全。</P>
<P> 第2.0.12条 自然界的水均有一定导电性能，当采用这些水平冷却导电体时，冷却系统的出水口对地就有一定的电位；当这些电位超过安全范围时应采取降低电位的措施，如×钢五厂一车间5t电弧炉4000kVA水内冷变电器出线端的出水口接有1m长的塑料管，在塑料管出水端测得对地电压为40V，当将出水端加以接地措施后对地电压就消失。</P>
<P> 当水冷导电体与金属给排水管之间用绝缘管联接时，绝缘管的内径与长度应选择合适，使得每根绝缘管内的水保持一定的泄漏电流，以保证绝缘管与金属水管联接处的电位不超过允许值。</P>
<P> 一般允许泄漏电流为I＝20mA，故当在已知水冷却导电体的对地电压、绝缘管内截面和冷却水电阻率时可按下式计算绝缘管的长度：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-2.Bmp"></P>
<P>式中 <IMG SRC=".\Images\F-4-18-5.Bmp">—— 导电体对地电压(V)；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-6.Bmp">——泄漏电流(mA)；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-7.Bmp">——绝缘管内截面(mm<IMG SRC=".\Images\F-25-31-1.Bmp">)；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-8.Bmp">——冷却水电阻率(Ωm)；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-18-9.Bmp">——绝缘管长度(mm)。</P>
<P> 我国各种天然水质的电阻率近似值如表1所示：</P>
<P><IMG SRC=".\Images\T-4-18.Bmp"></P>
<P>当采用凝结水时，电阻率可取为1000Ωm。</P>
<P>国际电工标准交流电流(15Hz至100Hz)对人体的效应见图1所示。</P>
<P> 1区——通常无反应；</P>
<P> 2区——通常无病理效应；</P>
<P> 3区——通常预期无器官损害。肌肉收缩和呼吸困难程度、可逆的心脏脉冲形成和传导干扰包括无心室纤维颤动的心房纤维性颤动和暂态心脏停跳随电流增加、时间增加而加剧。</P>
<P> 4区——除3区效应之外，心室纤维性颤动概率5%及以下(曲线C2)，50%及以下(曲线C3)，超过50%(超过曲线C3)，随着电流大小和时间而加剧，可能发生诸如心脏停跳、严重烧伤的病理生理效应。</P>
<P><IMG SRC=".\Images\I-4-19-1.Bmp"></P>
<P> 频率大于100Hz交流电流的效应：</P>
<P> 频率系数为该频率有关生理效应的门限电流与50/60Hz门限电流之比。</P>
<P> 注：感知、摆脱和心室纤维颤动的频率系数不同。</P>
<P> 频率10Hz至1000Hz感知电流的频率系数从2.1增至12。</P>
<P> 频率50Hz至1000Hz摆脱电流的频率系从1.64增至5.1。</P>
<P> 频率50Hz至100Hz心室纤维性颤动的频率系数从1.0增至14。</P>
<P> 第2.0.13～2.0.15条</P>
<P> 一、电热装置很多都是单相的：几个千瓦的电炉，大至近万千瓦的石墨化炉。采用单相供电对电热装置本身工作没有影响，但对交流三相电源当单相容量较大时用单相供电影响到供电系统平衡问题。这种情况尤其在电网容量较小的情况下是不允许的。应根据具体情况进行计算确定。</P>
<P> 二、在三相供电网路中接用单相负荷不平衡产生下列情况：</P>
<P> 1.使发电机利用率下降；因三相发电机供电能力为<IMG SRC=".\Images\F-4-19-3.Bmp">，而单相负荷最大为UI。因而设备利用率为：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-19-1.Bmp"></P>
<P> 2.在三相从电网路中接用单相负荷当电源阻抗为Z时，其电压降<IMG SRC=".\Images\F-4-19-4.Bmp">为：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-19-2.Bmp"></P>
<P>式中 <IMG SRC=".\Images\F-4-19-5.Bmp">——单相负荷电流；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-19-6.Bmp">——相间电压。</P>
<P>而当同样容量的三相负荷时其电压降为：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-20-1.Bmp"></P>
<P>因单相负荷和三相负荷容量相同，所以</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-20-2.Bmp">.</P>
<P> 即:<IMG SRC=".\Images\F-4-20-3.Bmp">.</P>
<P> 代入上式可得<IMG SRC=".\Images\F-4-20-4.Bmp">。</P>
<P> 单相不平衡负荷给其他三相负荷带来不平衡的三相电压。</P>
<P> 3.三相交流发电机负荷电流不平衡，其负序电流在转子回路及转子表面产生2倍周波数的电流使发电机电压波形恶化，转子本身尤其转子表面温度升高，同时产生2倍波数的震动使发电机械震动增加。</P>
<P> 4.三相感应电动机当流经负序电流时，产生反转磁场，使出力力矩减少并严重发热。</P>
<P> 5.变压器的三相负荷不平衡不仅使负荷较大的一相线圈绝缘过热导致寿命缩短，而且还会由于磁路不平衡，大量漏磁流经箱壁使箱壁严重发热。</P>
<P> 三、不平衡允许标准：</P>
<P> 1.我国现行标准《电机基本技术要求》(GB755-81)规定：对于交流电动机，电源电压为实际对称系统，对于交流发电机其所供电回路为实际对称。并在其附录名词术语中说明：在多相电压系统中，如电压的零序和负序分量均不超过正序分量的2%即称为实际对称的电压系统。由对称的电压系统所供电的回路中，如电流的负序分量和零序分量均不超过正序分量5%，即称为实际的对称回路。在该标准中规定了同步电机承受不平衡负载的能力(如表2所示)。</P>
<P><IMG SRC=".\Images\T-4-20-1.Bmp"></P>
<P> 2.国际电工标准同步电机不平衡运行条件见表3所示。</P>
<P><IMG SRC=".\Images\T-4-20-2.Bmp"></P>
<P> 对于这种电机(<IMG SRC=".\Images\F-4-21-4.Bmp">)由下式计算：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-21-1.Bmp"></P>
<P> 对于这种电机<IMG SRC=".\Images\F-4-21-5.Bmp">由下式计算：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-21-2.Bmp"></P>
<P> 上式中<IMG SRC=".\Images\F-4-21-9.Bmp">是以MVA计的额定视在容量。</P>
<P> 四、国内不少大型的单相电热装置是用单相供电的，例如××炭素厂和201厂7500kVA工频感应电炉在高压侧装有倒相装置，使在运行时均匀分接到三相上，这样最坏的情况下只出现一台单相负荷。经计算其负序电流仅0.85%投产后电网运行良好。</P>
<P> 五、当单相电热装置以单相供电，而电网条件不允许时应采取平衡措施以三相供电，国内一般增设平衡电抗和平衡电容来解决，平衡条件是功率因数为1时平衡装置的电抗及电容量为：</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-21-3.Bmp"></P>
<P>式中 <IMG SRC=".\Images\F-4-21-6.Bmp">——电热装置的有功功率；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-21-7.Bmp">——平衡电抗器的功率；</P>
<P> <IMG SRC=".\Images\F-4-21-8.Bmp">——平衡电容器的功率。</P>
<P> 由此可见采用三相供电需增加平衡电抗器和平衡电容器，使投资增加，操作复杂，因此在电网条件允许时可采用单相线电压供电。</P>
<P> 六、负序电流的测量可采用负序电流表。我国已于1984年开始生产负序电流表。</P>
<P> 第2.0.16条</P>
<P> 一、随着现代化的发展，晶闸管的广泛采用并大型化，炼钢电弧炉和电气铁道迅猛增加；这些电气设备的电压、电流具有非线性的特点，由于正弦电流畸变导致电网电压波形畸变。这种畸变波形危害电网中的电气设备，引起了高次谐波的问题。</P>
<P> 二、高次谐波的危害。较低次的高次谐波主要危害是使电力系统中的电气设备温度上升，设备容量降低，保护继电器、控制设备产生误动作，较高次的高次谐波电流使弱电回路、通讯回路产生杂音导致感应故障。</P>
<P> 1.电容器和电抗器。由于流入过大的高次谐波电流产生振动、噪声或过热烧损。</P>
<P> 2.变压器。由于高次谐波电流、电压、铁损、铜损增加，以及由于高次谐波电流生产铁芯磁致伸缩而发生噪声。</P>
<P> 3.荧光灯。由于流入高次谐波电流过大，使提高功率因数用的电容和扼流线圈过热烧损。</P>
<P> 4.感应电动机。铁损、铜损等电力损耗增加，以及按高次谐波电流发生固定数的振动力矩，因而引起转速的周期变动。</P>
<P> 5.音响设备(收音机、电视机、扩大机)。杂音、图⌨️ 快捷键说明
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